Análisis transversal de los contenidos docentes del área de hidráulica en el grado de ingeniería civil

La adecuación de los contenidos propuestos a ANECA para el grado de ingeniería civil ha sido un reto logrado por el profesorado gracias a los conocimientos y a la experiencia adquirida en titulaciones que ahora son a extinguir (Ingeniería técnica de Obras públicas e Ingeniería de Caminos). A lo largo de estos inicios del grado, se han ampliado los contenidos impartidos en laboratorio con la adquisición de varios equipos y se ha profundizado en la utilización de las herramientas de simulación hidráulica más empleados en la actualidad tanto desde la óptica urbana como la fluvial. Por todo ello, el equipo docente se ha centrado en el desarrollo y detalle de nuevos contenidos y enfoques aportados por los primeros alumnos que han cursado la especialidad de hidráulica en el grado de ingeniería civil. Y es que se pretende recabar información de los egresados (así como del resto de profesorado y colaboradores del área) como principal fuente de información para la adecuación de los contenidos teóricos y prácticos impartidos en el área. Asimismo, se pueden incorporar parte de estos contenidos a las nuevas asignaturas del máster en Ingeniería de Caminos cuya impartición comienza el próximo curso 2015/2016.

Comparison among monitoring strategies to assess water flow dynamic and soil hydraulic properties in agricultural soils

Irrigated agriculture is usually performed in semi-arid regions despite scarcity of water resources. Therefore, optimal irrigation management by monitoring the soil is essential, and assessing soil hydraulic properties and water flow dynamics is presented as a first measure. For this purpose, the control of volumetric water content, θ, and pressure head, h, is required. This study adopted two types of monitoring strategies in the same experimental plot to control θ and h in the vadose zone: i) non-automatic and more time-consuming; ii) automatic connected to a datalogger. Water flux was modelled with Hydrus-1D using the data collected from both acquisition strategies independently (3820 daily values for the automatic; less than 1000 for the non-automatic). Goodness-of-fit results reported a better adjustment in case of automatic sensors. Both model outputs adequately predicted the general trend of θ and h, but with slight differences in computed annual drainage (711 mm and 774 mm). Soil hydraulic properties were inversely estimated from both data acquisition systems. Major differences were obtained in the saturated volumetric water content, θs, and the n and α van Genuchten model shape parameters. Saturated hydraulic conductivity, Ks, shown lower variability with a coefficient of variation range from 0.13 to 0.24 for the soil layers defined. Soil hydraulic properties were better assessed through automatic data acquisition as data variability was lower and accuracy was higher.

Reflexiones sobre la integración de programas bilingües en los estudios de ingeniería

Un 80 % de las ofertas de trabajo en el sector de la ingeniería requieren un amplio conocimiento de una lengua extranjera, principalmente el inglés. En ocasiones este requisito se valora más que el expediente académico. Un grado bilingüe es aquel que se ha estudiado, totalmente o en parte, en otro idioma. Cada vez son más los estudios de ingeniería que integran, gradualmente, la impartición de asignaturas en el formato bilingüe, adoptando como segundo idioma, el inglés. Las ventajas que ofrece esta opción a los futuros egresados son notables. A esto se suma, que cada vez un número mayor de estudiantes, realiza programas de intercambio con otras universidades europeas, esto ha sido potenciado por la creación de convenios y dobles titulaciones. No obstante, en todo este proceso se detectan unas carencias e impedimentos para poder integrar masivamente los programas bilingües y sus ventajas. El presente artículo estudia algunas iniciativas de implantación de estos programas, problemas detectados y las lecciones aprendidas.

Empleabilidad en la Ingeniería Civil. Fortalezas y debilidades desde el punto de vista de alumnos y egresados

La actual situación económica de España ha reducido notablemente la empleabilidad de los estudiantes de la rama de la construcción/ingeniería. Paralelamente la matriculación en las titulaciones de Grado en Ingeniería Civil (GIC) y Master en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (MICCP) ha sufrido un descenso, aunque con un menor impacto del que podría esperarse de la reducción en la empleabilidad. Este trabajo recoge los resultados de un estudio de campo realizado sobre actuales estudiantes de GIC y egresados/estudiantes de MICCP. Entre las principales conclusiones obtenidas en este estudio cabe destacar que los alumnos consideran el estado económico del país la principal causa de la falta de empleo en el sector. Consideran necesaria la mejora en la formación en herramientas informáticas, ven su gran capacidad de trabajo como la mejor de sus fortalezas y consideran que el nivel del profesorado debería mejorar en términos generales. Existe asimismo un pesimismo más o menos extendido en cuanto a sus requerimientos salariales que se agrava en la población de alumnos egresados, y estiman de manera mayoritaria que encontrarán trabajo entre los 6 meses y 1 año posteriores a obtener el título universitario.

Twenty-year advanced DInSAR analysis of severe land subsidence: The Alto Guadalentín Basin (Spain) case study

A twenty-year period of severe land subsidence evolution in the Alto Guadalentín Basin (southeast Spain) is monitored using multi-sensor SAR images, processed by advanced differential interferometric synthetic aperture radar (DInSAR) techniques. The SAR images used in this study consist of four datasets acquired by ERS-1/2, ENVISAT, ALOS and COSMO-SkyMed satellites between 1992 and 2012. The integration of ground surface displacement maps retrieved for different time periods allows us to quantify up to 2.50 m of cumulated displacements that occurred between 1992 and 2012 in the Alto Guadalentín Basin. DInSAR results were locally compared with global positioning system (GPS) data available for two continuous stations located in the study area, demonstrating the high consistency of local vertical motion measurements between the two different surveying techniques. An average absolute error of 4.6 ± 4 mm for the ALOS data and of 4.8 ± 3.5 mm for the COSMO-SkyMed data confirmed the reliability of the analysis. The spatial analysis of DInSAR ground surface displacement reveals a direct correlation with the thickness of the compressible alluvial deposits. Detected ground subsidence in the past 20 years is most likely a consequence of a 100–200 m groundwater level drop that has persisted since the 1970s due to the overexploitation of the Alto Guadalentín aquifer system. The negative gradient of the pore pressure is responsible for the extremely slow consolidation of a very thick (> 100 m) layer of fine-grained silt and clay layers with low vertical hydraulic permeability (approximately 50 mm/h) wherein the maximum settlement has still not been reached.

Desarrollo de metodologías interactivas basadas en las nuevas tecnologías

El Grado de Ingeniería Civil tiene una componente marcadamente práctica en sus asignaturas, siendo este aspecto fundamental para la adquisición de las competencias esperadas en los futuros ingenieros. Precisamente, éste es el caso de las asignaturas que se imparten desde el área de conocimiento de Ingeniería del Terreno. Sin embargo, a pesar de que los estudiantes desarrollan las prácticas de forma presencial, no disponen de un soporte físico que desarrolle los conceptos tratados. Durante los últimos tres años se han desarrollado e implementando una serie de mejoras en la metodología docente relacionadas con las nuevas tecnologías, permitiendo el uso de dispositivos electrónicos por parte del alumnado y estimulando su uso en el proceso de aprendizaje. Estas tecnologías permiten que el alumnado pueda reproducir y ejercitar los conocimientos prácticos tanto durante las sesiones presenciales como fuera de ellas. Igualmente, han permitido que los estudiantes desarrollen el autoaprendizaje interactivo a la vez que guiado. La metodología expuesta se ha aplicado a las prácticas de reconocimiento de rocas, y es fácilmente exportable a otros ámbitos tales como las prácticas de campo y otras prácticas de laboratorio. Dicha metodología está basada en el los códigos QR, Quick Response Code, recurriéndose a ella tras la constatación de que el alumnado actual es un usuario asiduo de los dispositivos móviles.

Implementación del contenido de las asignaturas del Máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

El desarrollo del contenido de las asignaturas a impartir en el Máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos, supone, teniendo como base la información remitida a la Agencia Nacional de Acreditación (ANECA) para su aprobación, implementar todos aquellos parámetros que definirán los criterios a aplicar para que el alumnado pueda adquirir los conocimientos y competencias asociadas a cada una de las asignaturas en las que vaya recibir docencia en este primer curso de implantación del Máster de Ingeniería de Caminos en la Universidad de Alicante. Para ello, a partir de las reuniones previas tanto de la Comisión del Área de Titulación como de las correspondientes a esta Red, se han podido poner en común los criterios generales a aplicar en una mayoría de las asignaturas, ya sea en los formatos o en los criterios de evaluación, de forma que el alumno pueda percibir estrategias similares (que no iguales o idénticas por imposible) que le permitan avanzar de forma coherente a lo largo de la titulación. En este aspecto, se ha partido de las recomendaciones ofrecidas en las distintas reuniones y comisiones de los representantes de las Escuelas de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de España, entre los cuales se encontraba representada la Universidad de Alicante, así como de las directrices marcadas por el Ministerio de Educación. Debe tenerse en cuenta que la puesta en funcionamiento de un Máster de carácter profesionalizante (según Orden CIN 309/2009) [1] como el de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos en la Universidad de Alicante, ha obligado a los departamentos y docentes implicados en su desarrollo, a establecer criterios específicos relacionados con los sistemas de evaluación, enseñanza y planificación de la materia a impartir.

Red metodológica para Ingeniería y Empresa (Grado Ingeniería Civil) basada en técnicas de aprendizaje colaborativo

Después de varios años de trabajo dedicados a perfilar una nueva metodología docente para la impartición de asignaturas en las titulaciones de Ingeniería Civil, los autores han entendido que el siguiente objetivo de su trabajo debe derivar hacia la optimización de procedimientos de aplicación práctica. La línea de acción de este equipo se orientó hacia los criterios de formación en competencias propugnadas por el Espacio Europeo de Educación Superior, y se entendió que la metodología debía diseñarse mediante una combinación de técnicas de aprendizaje colaborativo y convencional. Una vez elaborado y puesto en práctica en varias asignaturas, se trata de componer un sistema que se conviene en denominar estructura de red metodológica, válido para posibilitar la aplicación del método diseñado mediante la combinación coordinada de la docencia en tres ámbitos diferentes: clases denominadas seminarios teórico-prácticos, clases de prácticas de problemas y clases de prácticas con ordenador, todas ellas de dos horas de duración. Dado que las distintas clases son dirigidas por diferentes profesores y tienen distintas periodicidades, se considera fundamental planificar la impartición de la materia procurando la máxima sinergia posible entre los tres ámbitos de trabajo, y ello compone el objetivo del presente trabajo.

Dispersivity Determination Through a Modeling Approach From a Tracer Test Based on Total Br Concentration in Soil Samples

Determination of reliable solute transport parameters is an essential aspect for the characterization of the mechanisms and processes involved in solute transport (e.g., pesticides, fertilizers, contaminants) through the unsaturated zone. A rapid inexpensive method to estimate the dispersivity parameter at the field scale is presented herein. It is based on the quantification by the X-ray fluorescence solid-state technique of total bromine in soil, along with an inverse numerical modeling approach. The results show that this methodology is a good alternative to the classic Br− determination in soil water by ion chromatography. A good agreement between the observed and simulated total soil Br is reported. The results highlight the potential applicability of both combined techniques to infer readily solute transport parameters under field conditions.

Fate and Transport of Naproxen in a Sandy Aquifer Material: Saturated Column Studies and Model Evaluation

Naproxen-C14H14O3 is a nonsteroidal anti-inflammatory drug which has been found at detectable concentrations in wastewater, surface water, and groundwater. Naproxen is relatively hydrophilic and is in anionic form at pH between 6 and 8. In this study, column experiments were performed using an unconsolidated aquifer material from an area near Barcelona (Spain) to assess transport and reaction mechanisms of Naproxen in the aquifer matrix under different pore water fluxes. Results were evaluated using HYDRUS-1D, which was used to estimate transport parameters. Batch sorption isotherms for Naproxen conformed with the linear model with a sorption coefficient of 0.42 (cm3 g−1), suggesting a low sorption affinity. Naproxen breakthrough curves (BTCs) measured in soil columns under steady-state, saturated water flow conditions displayed similar behavior, with no apparent hysteresis in sorption or dependence of retardation (R, 3.85-4.24) on pore water velocities. Soil sorption did not show any significant decrease for increasing flow rates, as observed from Naproxen recovery in the effluent. Sorption parameters estimated by the model suggest that Naproxen has a low sorption affinity to aquifer matrix. Most sorption of Naproxen occurred on the instantaneous sorption sites, with the kinetic sorption sites representing only about 10 to 40% of total sorption.

Regional subsidence modelling in Murcia city (SE Spain) using 1-D vertical finite element analysis and 2-D interpolation of ground surface displacements

Subsidence is a hazard that may have natural or anthropogenic origin causing important economic losses. The area of Murcia city (SE Spain) has been affected by subsidence due to groundwater overexploitation since the year 1992. The main observed historical piezometric level declines occurred in the periods 1982–1984, 1992–1995 and 2004–2008 and showed a close correlation with the temporal evolution of ground displacements. Since 2008, the pressure recovery in the aquifer has led to an uplift of the ground surface that has been detected by the extensometers. In the present work an elastic hydro-mechanical finite element code has been used to compute the subsidence time series for 24 geotechnical boreholes, prescribing the measured groundwater table evolution. The achieved results have been compared with the displacements estimated through an advanced DInSAR technique and measured by the extensometers. These spatio-temporal comparisons have showed that, in spite of the limited geomechanical data available, the model has turned out to satisfactorily reproduce the subsidence phenomenon affecting Murcia City. The model will allow the prediction of future induced deformations and the consequences of any piezometric level variation in the study area.

Application of multi-sensor advanced DInSAR analysis to severe land subsidence recognition: Alto Guadalentín Basin (Spain)

Multi-sensor advanced DInSAR analyses have been performed and compared with two GPS station measurements, in order to evaluate the land subsidence evolution in a 20-year period, in the Alto Guadalentín Basin where the highest rate of man-induced subsidence (> 10 cm yr−1) of Europe had been detected. The control mechanisms have been examined comparing the advanced DInSAR data with conditioning and triggering factors (i.e. isobaths of Plio-Quaternary deposits, soft soil thickness and piezometric level).

Evaluation of the potential of InSAR time series to study the spatio-temporal evolution of piezometric levels in the Madrid aquifer

The Tertiary detritic aquifer of Madrid (TDAM), with an average thickness of 1500 m and a heterogeneous, anisotropic structure, supplies water to Madrid, the most populated city of Spain (3.2 million inhabitants in the metropolitan area). Besides its complex structure, a previous work focused in the north-northwest of Madrid city showed that the aquifer behaves quasi elastically trough extraction/recovery cycles and ground uplifting during recovery periods compensates most of the ground subsidence measured during previous extraction periods (Ezquerro et al., 2014). Therefore, the relationship between ground deformation and groundwater level through time can be simulated using simple elastic models. In this work, we model the temporal evolution of the piezometric level in 19 wells of the TDAM in the period 1997–2010. Using InSAR and piezometric time series spanning the studied period, we first estimate the elastic storage coefficient (Ske) for every well. Both, the Ske of each well and the average Ske of all wells, are used to predict hydraulic heads at the different well locations during the study period and compared against the measured hydraulic heads, leading to very similar errors when using the Ske of each well and the average Ske of all wells: 14 and 16 % on average respectively. This result suggests that an average Ske can be used to estimate piezometric level variations in all the points where ground deformation has been measured by InSAR, thus allowing production of piezometric level maps for the different extraction/recovery cycles in the TDAM.

A hydrological–economic model for sustainable groundwater use in sparse-data drylands: Application to the Amtoudi Oasis in southern Morocco, northern Sahara

A hydrological–economic model is introduced to describe the dynamics of groundwater-dependent economics (agriculture and tourism) for sustainable use in sparse-data drylands. The Amtoudi Oasis, a remote area in southern Morocco, in the northern Sahara attractive for tourism and with evidence of groundwater degradation, was chosen to show the model operation. Governing system variables were identified and put into action through System Dynamics (SD) modeling causal diagrams to program basic formulations into a model having two modules coupled by the nexus ‘pumping’: (1) the hydrological module represents the net groundwater balance (G) dynamics; and (2) the economic module reproduces the variation in the consumers of water, both the population and tourists. The model was operated under similar influx of tourists and different scenarios of water availability, such as the wet 2009–2010 and the average 2010–2011 hydrological years. The rise in international tourism is identified as the main driving force reducing emigration and introducing new social habits in the population, in particular concerning water consumption. Urban water allotment (PU) was doubled for less than a 100-inhabitant net increase in recent decades. The water allocation for agriculture (PI), the largest consumer of water, had remained constant for decades. Despite that the 2-year monitoring period is not long enough to draw long-term conclusions, groundwater imbalance was reflected by net aquifer recharge (R) less than PI + PU (G < 0) in the average year 2010–2011, with net lateral inflow from adjacent Cambrian formations being the largest recharge component. R is expected to be much less than PI + PU in recurrent dry spells. Some low-technology actions are tentatively proposed to mitigate groundwater degradation, such as: wastewater capture, treatment, and reuse for irrigation; storm-water harvesting for irrigation; and active maintenance of the irrigation system to improve its efficiency.

Geological risk assessment of Amtoudi Agadir in southern Morocco: a key case for sustainable cultural heritage

Medieval fortified granaries known as “agadirs” are very common in southern Morocco, being catalogued as world cultural heritage by United Nations. These Berber buildings (made of stones and tree trunks) usually located on rocky promontories, constitute historical testimonials related to the origin of Morocco, and, as tourist attractions, have a positive impact on the local economy. The sustainability of these ancient monuments requires geological-risk evaluations of the massif stability under the agadir with the proposal of stabilization measures, and an architectonic analysis with appropriate maintenance of the structural elements. An interdisciplinary study including climate, seismicity, hydrology, geology, geomorphology, geotechnical surveys of the massif, and diagnosis of the degradation of structural elements have been performed on the Amtoudi Agadir, selected as a case study. The main findings from this study are that the prevalent rocks used for construction (coming from the underlying substratum) are good-quality arkosic sandstones; the SW cliffs under the agadir are unstable under water saturation; some masonry walls are too thin and lack interlocking stones and mortar; and failures in the beams (due to flexure, fracture, and exhaustion in the resistance due to insect attacks or plant roots) are common. The basic risk assessment of ancient buildings of cultural heritage and their geologic substratum are needed especially in undeveloped areas with limited capacity to implement durable conservation policies. Therefore, recommendations have been provided to ensure the stability and maintenance of this important archaeological site.